使用混合发泡剂制备闭孔刚性聚氨酯泡沫体的真空辅助方法_4

文档序号:9916009阅读:来源:国知局
Niax A1;P0LYCAT 日8、DABC0 T'DABCO 肥 300、T0Y0CAT RX 20、DABC0 DMDEEJEFFCAT ZR 70、DABC0? 33LV、NIAX A-33、DABC0 R-8020、NIAX TMBDA'POLYCAT 77、P0LYCAT 6、P0LYCAT 9、P0LYCAT 15JEFFCAT ZR 50、T0Y0CAT NP、 TOYOCAT F94、DABC0 肥 M 等。POLYCAT 和 DABCO 催化剂购自空气产品公司(Air Products); TOYOCAT催化剂购自东曹株式会社(Tosho Corporation) ;NIAX催化剂购自迈图高新材料 (Momentive Performance Material);并且 JEFFCAT催化剂购自亨斯迈(Huntsman)。
[0049] 为固体或晶体的运些催化剂中的一些可溶解于可为多元醇、水、发泡剂、DPG或与 聚氨醋发泡相容的任何载体的溶剂中。
[0050] 第Ξ类催化剂包括异氯酸醋Ξ聚催化剂。运些包括例如Ξ(二烷基氨基烷基)-s- 六氨Ξ嗦(如1,3,5-Ξ(Ν,Ν-二甲基氨基丙基)-S-六氨Ξ嗦);048(:0了11?30、0480)1(- 2097、DABC0 Κ15、乙酸钟、辛酸钟;P0LYCAT 4UP0LYCAT 43、P0LYCAT 46、DABC0 TMR、 CUR口HANE 352、四烷基氨氧化锭(如四甲基氨氧化锭)、碱金属氨氧化物(如氨氧化钢)、碱 金属醇盐(如甲醇钢和异丙醇钟)及具有10至20个碳原子并且(在一些实施例中)具有侧接 径基基团的长链脂肪酸的碱金属盐。虽然运些Ξ聚催化剂可添加到其它发泡和固化催化剂 中W提高泡沫反应性,但在运些不是本发明所需要的。
[0051] 在一个特定实施例中,W多元醇体系的重量计,发泡和固化催化剂的组合量(不考 虑溶剂)大于约1.7%。在一些实施例中,发泡和固化催化剂的组合量为多元醇体系的2%或 更多。通常发泡和固化催化剂的含量低于多元醇体系的5%。催化剂的量可基于材料的溫度 和引发材料的反应性变化。
[0052] 除了上述的组分之外,配制物可包括附加的任选组分。其中,存在表面活性剂或表 面活性剂的组合。在配制物中包括表面活性剂有助于乳化液体组分、调节泡孔大小W及使 结构稳定W防止塌陷和亚表面空隙。合适的表面活性剂包括(但不限于)娃类化合物,如娃 酬油和有机娃酬-聚酸共聚物(如聚二甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷-聚氧化締嵌段共聚 物)(例如,聚酸改性的聚二甲基硅氧烷)。其它合适的表面活性剂包括二氧化娃颗粒和二氧 化娃气凝胶粉末W及有机表面活性剂(如壬基苯酪乙氧基化物和V0RASURF? 504,其为具有 相对高的分子量的环氧乙烧/环氧下烧嵌段共聚物)。^商品名称如DABC0?和TEG0STAB?出 售的许多表面活性剂产品可用于本发明配制物中。
[0053] 附加配制物组分可包括色素和着色剂;阻燃剂;抗氧化剂;表面改性剂;生物阻滞 剂;脱模剂;其组合;等。
[0054] 可本领域中已知的任何方式将配制物组分组合并且引入到模具或空腔中W 产生刚性聚氨醋泡沫。一般来说,多元醇体系组分首先与发泡剂、催化剂、交联剂和/或扩链 剂、表面活性剂W及任何附加添加剂组合W形成"B"侧(在欧洲为"A"侧),并且然后该"B"侧 与"A"侧(在欧洲为"B"侧)快速接触W便开始发泡反应和聚合反应。经常方便地采用的异氯 酸醋指数为约70至约500;在一些非限制性实施例中为约80至约300;在其它非限制性实施 例中为约90至约150;并且在又其它非限制性实施例中为约100至约130。本领域的技术人员 将意识到不同类型的设备完成接触同时确保足够水平的混合出现W确保最终泡沫的均一 性。做到运一点的一种方法是使用混合喷头,其中将配制物的两"侧"组合且混合,并且然后 大体上同步注入到待填充的模具或空腔中。所谓的"一次"注入,其中特别希望从单个注入 点填充模具或空腔同时从另一点同步抽真空。真空可在配制物凝胶之前有利于填充模具或 空腔。在具体实施例中,胶凝时间可小于约25秒,并且在其它实施例中可小于约20秒。在一 些实施例中,胶凝时间可W小于约15秒。
[0055] 反应性成泡体系优选呈现流动指数<1.20,更优选地<1.175,并且甚至更优选< 1.160。
[0化6] 可采用有利的降低的大气压为约150毫己至约950毫己(mbar)(l化化至95kPa)绝 压,并且更有利的约400mbar至约SOOmbar绝压(40kPa至90kPa)。(大气压为大约 1013.25mbar,或101.32化化。)另外描述合适的降低的大气压环境的应用的技术可发现于 W0 2007/058793 A1;U.S.5,972,260 A;W0 2006/013004 A1;W0 2006/013002 A1;和W0 2000/047384 A2中。当使用模具时,可使用标准方法脱模,并且根据需要可采用合适的外 和/或内脱模剂。
[0057]在另一个实施例中,在处于或高于大气压下将反应性成泡体系注入到空腔中,并 且然后将对模具施加真空。在另一实施例中,在发泡期间真空度还可变化。
[005引维持降低的大气压直至反应性成泡体系已填充空腔并且形成凝胶,即Ξ维聚合物 网络。可维持降低的大气压直至凝胶已充分聚合(泡沫可脱模)。通过将泡沫从模具移出和/ 或将含泡沫的器具从在发泡工序期间将器具保持在适当的位置的卡具或其它设备移出完 成脱模。
[0059] 本发明的配制物和方法可用于产生细孔刚性聚氨醋泡沫,其密度低于约40kg/m3; 在某些具体实施例中密度低于约38kg/m3;并且在其它实施例中密度低于约36kg/m3。根据 ASTM 1622-88测量密度。对于管中管应用,模制的密度通常将大于40kg/m3并且通常在 501^/1113至1501^/1113的范围内。在某些非限制性实施例中,泡孔可为至少约70%封闭;在其它 非限制性实施例中,至少约80%封闭;并且在又其它非限制性实施例中,至少约85%封闭。 在某些非限制性实施例中,泡沫还可呈现平均泡孔直径小于约250微米,并且在一些实施例 中小于约200微米。
[0060] 本发明的出人意料并且重要的优点为其在低溫下的热性能,特别是当发泡剂为 水、控和HF0和/或HCF0的混合物时。仅用水、某些HF0和HCF0化合物(尤其是沸点溫度在20°C 至60°C范围内的那些)制备的刚性聚氨醋泡沫通常显示如果W高浓度存在于泡沫泡孔中 和/或较高水配制物中在较低溫度下热导率急下降。当在较高溫度下评估时,含运些发泡剂 的泡沫通常呈现非常低的热导率,但是当在较低溫度(更有代表性的是冰箱或冷冻柜操作 条件)下评估时,发现热导率增加。通过本发明,避免了热绝缘电容的低溫损耗。运是出人意 料的效果,因为控的热导率值显著高于HF0和HCF0的热导率值,并且对其的包括将被预期产 生热绝缘值的损耗。申请人已发现情况并非如此,特别是当W0为1336mzz时。在一些实施例 中,在10°C平均板溫度下实现热导率低于约18.5mW/m-K,低于约18. OmW/m-K或甚至17.5mW/ m-K或更小。此类泡沫可特别用于模制应用和填充空腔应用两者,如在用于使用如(非限制 性实施例)冰箱、冷冻柜和热水储存槽的器具隔离壁中。
[0061] 上文描述旨在是大体的并且不旨在包括本发明所有可能的实施例。类似地,W下 实例仅为说明提供且并不旨在W任何方式限定或限制本发明。本领域的技术人员从如本文 中所公开的本发明的说明书和/或实践的考虑将充分意识到其它实施例(在权利要求书的 范围内)将是显而易见的。
[0062] 实例1-3和参照泡沫A
[0063] 使用在表1中给出的配制物制备泡沫实例1和参照泡沫A和参照泡沫B。
[0064] 表 1
[00 化]
[0066] 在大气压为约100k化的实验室中,将上述组分在配备有附接到模具注射孔的混合 头的卡农(Cannon)机器上处理。运种模具/混合头连接是气密的运种。将多元醇体系和附加 配制物组分同时与异氯酸醋组分预混合并且然后在混合头压力为至少90mbar下注入到布 雷特(Brett)模具中。组分的溫度保持在20°C+/-2°C下。机器的产量为每秒150克每秒至约 250克。布雷特(Brett)模具由具有尺寸为200cm X 20cm X 5cm的侣制成,并且无排气孔,运 允许在发泡期
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